우주 이야기 1541 - 가장 금속 성분이 적은 태초의 별

(On-sky location of GDR3_526285, Small Magellanic Cloud, and Large Magellanic Cloud in Galactic coordinates. Credit: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adf196.)

유럽 우주국의 가이아 데이터를 통해 과학지들이 우리 은하의 외곽에서 가장 금속이 적은 원시별을 찾아냈습니다. 천문학에서 금속 (metal)은 리튬보다 무거운 원소를 의미합니다. 수소와 헬륨을 제외한 원소들은 핵융합 반응과 초신성 폭발을 통해 만들어진 것이기 때문에 금속 성분이 많다는 것은 그만큼 나중에 생긴 별이라는 뜻입니다.

가이아는 수십 억 개의 별의 위치와 스펙트럼을 분석해 금속 성분을 알아낼 수 있습니다. 시카고 대학의 천문학자 길레르메 림버그 (University of Chicago's Guilherme Limberg)는 가이아 데이터를 통해 금속 성분이 매우 희박한 별 (Ultra-metal-poor (UMP) stars)인 GDR3_526285를 찾아냈습니다.

연구팀은 6.5m 주경을 지닌 칠레의 마젤란 클레이 (Magellan Clay) 망원경을 이용해 이 별을 자세히 관측했습니다. 관측 결과 GDR3_526285는 지금까지 발견된 별 가운데 금속 성분이 가장 적은 별 중 하나로 밝혀졌습니다. 다시 말해 거의 빅뱅 직후 만들어진 수소와 헬륨으로만 구성된 별이라는 뜻입니다.

GDR3_526285는 아마도 우주에서 가장 먼저 생긴 별인 종족 III 별의 직계 후손으로 생각됩니다. 종족 III 별은 태양 질량의 수십 배에서 수백배 무거운 1세대 별로 금방 초신성 폭발과 함께 사라져 지금은 아무도 남아 있지 않지만, 그 잔해에서 생긴 질량이 작은 별은 아직도 생존할 수 있습니다.

이 별은 태양 질량의 0.78배 정도로 거리는 지구에서 78,600광년 떨어져 있습니다. 이 위치는 은하 디스크 밖의 은하 공간인 은하 헤일로 (halo)인데, 위치와 별의 구성 성분으로 봤을 때 아마도 마젤란 은하에서 기원한 별일 가능성이 높다고 보고 있습니다.

이렇게 금속 성분이 없는 별 주위에는 아마도 행성도 존재하지 않을 것입니다. 문득 가장 오래된 행성은 언제 생겼을까하는 궁금증도 생깁니다.

참고

https://phys.org/news/2025-08-ultra-metal-poor-star-milky.html

Guilherme Limberg et al, Discovery of an [Fe/H] ∼ −4.8 Star in Gaia XP Spectra*, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adf196.

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